Simulating Open Quantum Systems Using Hamiltonian Simulations
本文提出一种基于Lindblad动力学、随机微分方程与Hamiltonian simulations关系的Lindblad方程模拟新方法，通过扩大Hilbert空间中的酉动力学实现任意高阶近似，无需postselection即保证成功概率为1，且适用于含时设置。
2024-04-24 quant-ph
Splitting the local Hilbert space: MPS-based approach to large local dimensions
针对大维度局域希尔伯特空间的量子模拟难题，提出将单格点局域空间分裂为两个小维度格点的MPS方法，可无缝集成TDVP等算法，在自旋-玻色模型动力学模拟中与已有结果高度吻合。
2023-07-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Simulating typical entanglement with many-body Hamiltonian dynamics
研究了由多体相互作用组成的一维自旋1/2伊辛型哈密顿量的纠缠度随时间的演化。我们研究了几种与时间无关的哈密顿量在时间演化过程中随机选取的态集合，分析了这些态集合的纠缠量分布。我们比较这样的纠缠分布与典型的纠缠，纠缠的一组状态随机选择从希尔伯特空间相对于酉不变测度。结果表明，如果哈密顿量中包含适当的多体相互作用，则由与时间无关的哈密顿量得到的纠缠分布可以模拟典型纠缠的平均值和标准差.我们还表明，实现这样的分布所需的时间是多项式的系统大小为某些类型的哈密顿量。
2011-11-21 quant-ph
QwaveMPS: An efficient open-source Python package for simulating non-Markovian waveguide-QED using matrix product states
Queen’s University（女王大学）
QwaveMPS通过矩阵积状态实现高效模拟非马尔可夫波导-量子电子学系统，降低计算成本，便于研究复杂动态相互作用。
2026-10-27 quant-ph
Simulating lattice gauge theories on a quantum computer
我们研究了在通用量子计算机上模拟格点规范理论的问题。我们的方法的基本策略是将格点规范理论的哈密顿公式转换成只涉及泡利自旋算符的哈密顿，这样的模拟可以在量子计算机上进行，只使用一个和两个量子比特的操作。我们研究了三种模型，U（1），SU（2）和SU（3）格点规范理论，它们被转换成格点上规范场的希尔伯特空间中截止的自旋哈密顿量。发现存储特定状态所需的量子比特的数量与晶格位置的总数具有线性依赖性。根据量子计算机中量子比特的排列，执行对应于哈密顿量的时间演化所需的量子比特操作的数量在晶格位置数量的线性到二次函数之间。我们注意到，我们的结果也可以很容易地推广到更高的SU（N）规范理论。
2005-10-04 quant-ph
Matrix-product-state approach for qubits-waveguide systems in real space
Institute for Liberal Arts, Institute of Science Tokyo（东京科学大学人文学部）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）
本文提出了一种基于矩阵积态的数值方法，用于模拟量子比特-波导系统，通过实空间建模和单 site 方案处理玻色子自由度，展示了超辐射现象的模拟能力。
2026-01-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Inefficiency of classically simulating linear optical quantum computing with Fock-state inputs
Aaronson和Arkhipov最近使用计算复杂性理论来论证经典计算机很可能无法有效地模拟具有任意Fock状态输入的线性、多模、量子光学干涉仪[Aaronson和Arkhipov，Theory Comput. 9，143（2013）]。在这里，我们提出了一个基本的论点，只利用量子光学技术。我们明确地构建这样的干涉仪的希尔伯特空间，并表明其尺寸与所有的物理资源呈指数级。我们还用一个简单的例子说明了量子理论的薛定谔和海森堡图像虽然在数学上等价，但在计算上一般是不等价的。最后，我们得出结论，我们的论点通过比较多粒子玻色子费米干涉仪的对称性要求，并使用简单的物理推理，连接的nonsimulatability的玻色子设备的计算永久的一个大矩阵的复杂性。
2014-02-18 quant-ph
Simulating gauge theories with variational quantum eigensolvers in superconducting microwave cavities
本文提出了一种基于超导微波腔的玻色变分量子本征求解器（VQE），克服了基于量子比特的VQE的Hilbert空间限制，能够实现广泛的玻色ansatz态，并应用于包含拓扑项的U(1) Higgs模型，解决了传统Monte Carlo方法无法处理的符号问题。
2023-10-18 hep-lat quant-ph
Simulating the Femtouniverse on a Quantum Computer
我们用量子模拟计算了有限体积中4D SU（2）Yang-Mills的低激发谱。与希尔伯特空间的小体积晶格截断相反，我们采用了环形降维的"毫微微"矩阵量子力学模型。在这个极限下，该理论等价于三个相互作用的粒子在具有一定边界条件的三球内运动的量子力学。我们使用变分量子本征求解器和量子子空间展开技术来计算弦张力胶球质量比附近的小/大体积的过渡点，发现定性良好的协议与大体积的欧几里得晶格模拟。
2022-11-20 hep-lat hep-th quant-ph
Gadgets for simulating a non-native $XX$ interaction in quantum annealing
针对传统量子退火器件无原生$XX$相互作用的问题，提出三体和one-hot两种模拟非本征$XX$相互作用的小装置，经数值验证可缓解微扰交叉，为实现更快更鲁棒的量子退火提供新途径。
2025-03-20 quant-ph
Simulating the quantum Fourier transform, Grover's algorithm, and the quantum counting algorithm with limited entanglement using tensor-networks
研究纠缠受限对量子算法保真度的影响，利用张量网络方法模拟量子傅里叶变换、Grover算法和量子计数算法，发现适度减少纠缠仍能保持高保真度执行，为未来量子计算提供参考。
2024-09-25 cond-mat.other quant-ph
Free Mode Removal and Mode Decoupling for Simulating General Superconducting Quantum Circuits
超导量子线路是通用量子计算机的主要候选者之一。设计新颖的量子位和多量子位超导电路需要能够模拟和分析一般电路的特性。特别是，在transmon方法之外，我们不能对非谐性做出假设，从而排除了黑盒量化方法，并需要正式的电路量化方法。我们考虑并解决了模拟一般超导电路所涉及的两个问题。其中一个问题是处理电路中的自由模式，即在哈密顿量中没有势项的电路模式。另一个问题是电路尺寸，即模拟强耦合多模电路的挑战。我们用来解决这些问题的主要数学工具是量子力学中的线性正则变换。我们解决的第一个问题，给出了一个可证明是正确的算法，通过执行一个线性正则变换，完全解耦的自由模式从其他电路模式，以消除自由模式。我们解决了第二个给出了一系列不同的线性正则变换，以减少模间耦合，从而减少了问题的弱耦合的情况下，大大减轻了经典模拟的开销。我们基准我们的去耦方法，通过将它们应用到两个电感耦合的磁通量子比特的电路，获得几个数量级的希尔伯特空间的大小，需要模拟减少。
2021-05-05 quant-ph
QuGIT: a numerical toolbox for Gaussian quantum states
在经典计算机上模拟量子态是困难的，通常需要在存储器和计算能力方面的禁止资源。然而，对于某些类别的量子态，特别是连续变量系统的所谓高斯量子态，可以实现有效的模拟。在这项工作中，我们介绍了QuGIT -一个基于辛方法的Python数值工具箱，专门用于有效地模拟多模高斯状态和操作。QuGIT是精确的，不需要希尔伯特空间的截断，并提供了广泛的高斯运算的任意高斯状态，包括酉，部分迹，张量积，一般达因测量，条件和无条件动力学。为了说明该工具箱，描述了与量子光学和光力学相关的几个使用示例。
2022-01-17 quant-ph
Simulating Factorization with a Quantum Computer
现代密码学在很大程度上是基于复杂性假设的，例如，无处不在的RSA是基于素因子分解问题的假设复杂性。因此，理解量子计算机最终如何削弱这些算法至关重要。本文遵循费曼的处方，用计算机模拟与将大数$N$分解为素数的算法相对应的物理学。使用狄拉克-约当变换理论，人们将因子分解转化为量子厄米算符的语言，作用于希尔伯特空间的向量。这导致获得根据欧拉函数$φ(N)$的$N$的因式分解的系综，其被量化。另一方面，考虑到$N$作为计算机的参数，导出了量子力学素数计数函数$π_{QM}(x)$，其中$x$因子分解$N$。当$π(x)$。它在解析数论中没有对应物，其推导仅依赖于半经典量子化。
2016-01-19 quant-ph
Simulating a quantum sensor: quantum state tomography of NV-spin systems
Universidad Politécnica de Cartagena（卡塔赫纳理工大学）
该研究利用量子计算机模拟NV自旋系统，通过量子态重构分析自旋杂质对相干性的影响，并验证纠缠的存在。
2026-03-03 quant-ph
Matrix Product Evolution: A Method for Simulating Quantum Circuits Using Tensor Networks
BIPROGY Inc.（BIPROGY公司）；University of Tokyo（东京大学）；Niigata University（新潟大学）；Institute for Physics of Intelligence, University of Tokyo（东京大学智能物理研究所）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）
针对量子电路经典模拟受希尔伯特空间指数增长限制的问题，提出沿电路深度构建的矩阵乘积演化（MPE）方法，开发拉链式收缩策略，经随机量子电路和多体态演化模拟验证，可作为MPS模拟的补充方法。
2026-08-05 quant-ph
Efficient Preparation of Nonabelian Topological Orders in the Doubled Hilbert Space
本研究提出在加倍希尔伯特空间（密度矩阵空间）中量子模拟拓扑序的新方法，可高效制备所有量子双子模型基态并实现阿贝尔与非阿贝尔任意子编织效应，突破传统希尔伯特空间的制备限制。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Simulating electronic structure on bosonic quantum computers
提出将分子电子哈密顿量映射为 qumode 玻色子问题并利用 VQE 求解的方法，通过 H$_2$ 和线性 H$_4$ 基准验证，突显混合量子比特-qumode 设备在量子计算化学中的潜力。
2025-02-11 quant-ph
On realizing Lovász-optimum orthogonal representation in the real Hilbert space
量子上下文性通常由非上下文不等式来揭示，它总是与一个排他性图相关联。这个不等式的量子上界只不过是图的Lovász数。本文证明了如果在$d$维复Hilbert空间中存在一个Lovász最优正交表示，那么在$(2d-1)$维实Hilbert空间中也存在一个相应的Lovász最优正交表示.这反过来又完成了证明，任何排他性图的Lovász最优正交表示总是可以在适当维数的实希尔伯特空间中实现。
2016-04-01 quant-ph
Toward simulating Superstring/M-theory on a quantum computer
我们提出了一个新的框架，用于在量子计算机上模拟矩阵模型。超对称矩阵模型在适当的参数限制下，对超弦/M理论和引力物理有着自然的应用。此外，对于Berenstein-Maldacena-Nastase（BMN）矩阵模型中的某些态，可以在量子器件上实现与超弦/M-理论对偶的几种超对称量子场论。我们的处方包括四个步骤：正则化的希尔伯特空间，绝热状态准备，实时动力学模拟，和测量。通过在Fock空间中截断引入能量截断，对BMN矩阵模型进行正则化。我们采用Wan-Kim算法快速制备了该模型的低能本征态和热场双态。然后，我们提供了一个明确的结构，利用块编码，量子化和量子信号处理技术来模拟实时动态。最后，我们提出了一组可以在量子计算机上进行的测量和实验，以进一步理解超弦/M理论，超越分析结果。
2021-07-21 hep-lat hep-th quant-ph
qTorch: The Quantum Tensor Contraction Handler
量子计算的经典模拟对于研究量子算法的数值行为是必要的，因为还没有一个大型可行的量子计算机来进行数值测试。张量网络（TN）收缩是一种算法方法，可以有效地模拟一些量子线路，通常大大降低了模拟整个希尔伯特空间的方法的计算成本。在这项研究中，我们实现了一个张量网络收缩程序模拟量子线路使用多核计算节点。我们展示了使用量子近似优化算法（QAOA）在3到7正则图上的最大割问题的模拟结果，成功地模拟了多达100个量子比特。我们测试了两种不同的方法来生成张量索引收缩的排序：一种是基于线图的树分解，而另一种是使用直接的随机方案生成排序。通过对QAOA电路实例的研究，我们得到了预期的结果：随着量子线路线图树宽的减小，TN收缩比模拟整个Hilbert空间的效率明显提高。在这项工作中的结果表明，张量收缩方法是优越的，只有当模拟最大切割/QAOA的图形约5和以下。洞察到这一点的相等计算成本有助于确定哪种模拟方法将更有效地为一个给定的量子线路。只有当计算合理的树分解的时间非常昂贵时，随机收缩方法才优于基于线图的方法。最后，我们发布了我们的软件包，qTorch（量子TensOR收缩图），用于一般的量子线路模拟。
2018-12-22 cs.MS quant-ph
Simulating Open Quantum System Dynamics on NISQ Computers with Generalized Quantum Master Equations
本文提出基于广义量子主方程的量子算法，通过Sz.-Nagy膨胀定理将非幺正传播子转化为高维幺正形式，在NISQ计算机上模拟开放量子系统动力学，并在自旋-玻色子模型上验证了其可靠性。
2023-08-08 quant-ph
Simulating Energy Transfer in Molecular Systems with Digital Quantum Computers
量子计算机有潜力模拟超出经典计算机能力的化学系统。量子-经典混合方法的最新发展使得能够确定分子系统的基态或低能态。在这里，我们通过模拟有机半导体分子中的能量转移，将化学的近期量子模拟扩展到时间依赖性过程。我们开发了一个多尺度建模工作流程，将传统的分子动力学和量子化学模拟与混合变分量子算法相结合，以计算单激发子空间（即Frenkel Hamilton）和全希尔伯特空间（即多激子）区域中的激子动力学。我们的数值例子证明了我们的方法的可行性，和IBM Q设备上的模拟捕捉激子动力学的定性行为，但有相当大的误差。我们提出了一个错误缓解技术，结合变分和Trotter算法的实验结果，并获得显着改善量子动力学。我们的方法为用量子计算机模拟化学、生物和材料系统中的量子动力学开辟了新的机会。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Quantum Simulations in Ion Traps -- Towards Simulating the Early Expanding Universe
本论文综述了利用储存在线性Paul阱中的Mg-25离子作为量子信息载体的量子模拟方法。它们的量子态是用紫外激光束操纵和读出的。实现第一次实验的几个重要步骤已经完成，其中最引人注目的是将离子冷却到它们的运动基态。我们描述了第一个实验模拟宇宙粒子的创建在早期宇宙和讨论预期的结果。
2007-05-07 quant-ph
Protecting local and global symmetries in simulating 1+1-D non-abelian gauge theories
任何量子理论的有效量子模拟协议都需要有效的对称性保护协议。这个任务对于规范理论来说是不平凡的，因为它涉及到局部对称性/不变性。对于非阿贝尔规范理论，保护由一组互不对易的生成元生成的所有对称性是特别困难的。在这封信中，提出了一个全球性的安全保护协议。利用非阿贝尔格点规范理论的新环弦强子形式，我们数值证明了这种全局对称性保护方案即使在大时间内也能保护所有的局部对称性.在适当的保护强度下，（1+1）维SU（2）格点规范理论的动力学仍然局限于理论的物理希尔伯特空间中，即使哈密顿量中存在明显的局部对称性破坏项，这种破坏项在模拟和数字模拟方案中都可能作为误差出现。整个方案也适用于SU（3）规范理论。
2022-06-15 hep-lat hep-th quant-ph
Bit-Slicing the Hilbert Space: Scaling Up Accurate Quantum Circuit Simulation to a New Level
量子计算近年来取得了很大进展，预计在不久的将来将改变计算范式。量子电路模拟在量子硬件和软件系统开发的工具链中起着关键作用。然而，由于量子态的希尔伯特空间巨大，尽管已经做出了显着的努力，但用经典计算机模拟量子电路是极具挑战性的。在本文中，我们提高量子电路模拟在两个维度：准确性和可扩展性。前者是通过使用复数的代数表示来实现的;后者是通过对数字表示进行位切片并将矩阵向量乘法替换为符号布尔函数操作来实现的。实验结果表明，我们的方法可以优于各种量子电路的最先进的，可以模拟某些基准家庭高达数万量子比特。
2020-07-18 cs.ET cs.SC quant-ph
Experimentally simulating the dynamics of quantum light and matter at ultrastrong coupling
描述光与物质之间基本相互作用的量子拉比模型是量子物理学的基石。它预测奇异的现象，如量子相变和基态纠缠在超强耦合（USC）制度，耦合强度可比的子系统能量。尽管在许多实验平台上取得了进展，但达到USC的少数实验仅限于光谱学：证明USC动力学仍然是一个突出的挑战。在这里，我们采用一个电路QED芯片与谐振器和transmon量子比特之间的适度耦合，实现精确的数字量子模拟的USC动力学。我们通过使用多达90个二阶Trotter步骤并在组合的Hilbert空间维度$\sim80$中探测两个子系统来推进固态数字量子模拟的最新技术，展示了Schrödinger-cat纠缠和深USC的大光子数特征。这项工作打开了大门，探索极端USC制度，量子相变和多体效应的迪克模型。
2016-10-31 cond-mat.supr-con quant-ph
Expectation value dynamics within real Hilbert space quantum mechanics
本文基于实Hilbert空间方法研究了复波函数与四元数波函数的物理期望值动力学方程，通过连续性方程等验证了形式体系一致性，并引入广义位置与角动量算符为后续研究提供新方向。
2025-08-18 quant-ph
Simulating Quantum Many-Body States with Neural-Network Exponential Ansatz
针对量子多体态制备中指数型ansatz参数需重复计算的问题，提出基于算子学习的代理神经网络求解器，以Hamiltonian参数为输入直接生成ansatz参数，并在Fermi-Hubbard等模型上验证了有效性。
2024-11-12 physics.chem-ph quant-ph
Univariate Functions for the Hilbert-Schmidt Volumes of the Real and Complex Separable Two-Qubit Systems
（复数）两量子比特系统包括15维凸集，而实两量子比特系统包括9维凸集。虽然这两个集合的希尔伯特-施密特体积的公式是已知的--由于Sommers和Zyczkowski最近的重要工作（J. Phys. A {36}，10115 [2003]）--但迄今为止还没有获得可分离子集的体积的公式。我们把这两个问题归结为确定一个变量的某些函数。
2006-07-28 quant-ph
The Hilbert-Space Structure of Non-Hermitian Theories with Real Spectra
我们研究了具有非厄米哈密顿量和实谱的模型的量子力学解释。在描述了一个一般的框架来重新制定这样的模型的定义在希尔伯特空间$L_2(-\infty,\infty)$的厄米哈密顿，我们讨论的物理可观的代数的意义。
2003-09-15 quant-ph
Cost of Locally Approximating High-Dimensional Ground States of Contextual Quantum Models
本文研究将上下文量子模型的三维局部基态纯化并编码到置换对称量子比特中，提出保对称通用门拟设，并发现低能量、高上下文性基态在同等资源下更易模拟。
2025-06-09 quant-ph
Annealing by simulating the coherent Ising machine
相干伊辛机（CIM）通过在光学参量振荡器（OPO）中对脉冲模式的振幅中的自旋进行编码来实现具有全对全连通性的伊辛哈密顿量的低能态的有效采样。脉冲之间的相互作用是通过基于测量的光电前馈来实现的，该光电前馈增强了较低能量自旋配置的增益。我们提出了一种有效的方法来模拟CIM在一个经典的计算机上，表现优于CIM本身，以及嘈杂的平均场退火的样本的质量和计算速度方面。相对于CIM，它的优点还在于它可以处理具有任意实值节点耦合强度的伊辛哈密尔顿算子。这些结果阐明了CIM所表现出的更快性能的性质，并可能产生一类新的量子启发的经典退火算法，可以成功地与现有的方法竞争。
2019-01-29 quant-ph
What really matters in Hilbert-space stochastic processes
研究了Hilbert空间中连续随机过程与不连续随机过程之间的关系。证明了对于任何连续过程，都存在一个母间断过程，在固有的无限频率极限下，该母间断过程成为连续过程。从解决量子测量问题的观点来看，真正重要的是选择值分布尖锐的算符集合。特别强调了位置锐化的关键作用。
2017-02-15 quant-ph
On the power quantum computation over real Hilbert spaces
我们考虑各种量子复杂性类的限制，状态和运营商的定义在一个真正的，而不是复杂的，希尔伯特空间的权力。众所周知，复数上的量子线路可以通过添加单个量子比特而变换为实数上的量子线路。这意味着BQP在限制使用实数上的状态和操作时保留了它的权力。我们证明了QMA（k）、QIP（k）、QMIP和QSZK也是如此。
2015-10-12 quant-ph
Simulating single photons with realistic photon sources
量子信息处理相对于经典信息处理具有显著的优势。量子光学系统已被证明足以实现一般的量子任务，但往往依赖于单光子源。在实际应用中，往往采用不完善的单光子源，如弱相干态源，这必然限制了量子效应的演示能力。例如，当光子源不完善时，BB84量子密钥分发协议的密钥速率会很低，而利用诱骗态方法可以很好地解决这一问题。作为推广，我们研究了一种有效的方法来模拟单光子与不完美的任意期望的精度时，光子输入的数量是小的。基于这个模拟器，我们可以用只使用不完美光子源的任务来代替只涉及几个单光子输入的任务。此外，我们的方法也为基于量子光学的量子计算提供了量子模拟器。在本文的主要内容中，我们以相位随机相干态为例进行了分析。一般的光子源类似地应用，并且可以为某些任务提供一些进一步的优点。
2016-09-22 quant-ph
Simulating imperfect quantum optical circuits using unsymmetrized bases
本文提出使用规模为 $M^N$ 的非对称基模拟非理想量子光学电路，在保留全部信息的同时，首次实现了对量子奇偶校验码编码的非理想量子比特生成的模拟，将希尔伯特空间缩小了超过 60 个数量级。
2024-12-17 physics.comp-ph quant-ph
Quaternionic scalar field in the real Hilbert space
本文以复Klein-Gordon场为模型，将四元数标量场推广到实Hilbert空间。相应地得到了拉格朗日公式、哈密顿公式以及能量和电荷算符。与复数情况相反，四元数量子化允许两种量子化方案，涉及两个或四个分量。因此，如果与复标量场的情况相比，四元数场允许更丰富的状态结构。此外，四元数理论承认作为一个进一步的新功能，在其复杂的组成部分的非结合代数结构，在复杂的情况下没有观察到的东西。
2022-05-17 quant-ph
The quantum harmonic oscillator and the real Hilbert space
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)（南里奥格兰德联邦大学）
本文在复数和四元数广义框架下研究谐振子，通过实希尔伯特空间形式获得量子解，揭示复数和四元数描述适用于非平稳过程。
2026-06-11 quant-ph
Towards overcoming the entanglement barrier when simulating long-time evolution
失去平衡的量子多体系统提出了物理学中一些最有趣的问题。不幸的是，数值跟踪下的哈密顿动力学状态的时间演化构成了一个严峻的挑战，所有已知的方法。突出的是，张量网络方法被纠缠爆破破坏，这允许模拟仅在恒定时间内全局猝灭的系统。在这项工作中，我们提出了一个计划，允许显着延长相互作用的费米子或等效自旋系统的模拟时间。在过去，当跟踪一维实空间中的演化时，由满足面积定律的实空间矩阵乘积状态参数化的子空间-通常被称为希尔伯特空间的“物理角”-被选为变分集。相比之下，如果选择同时包含张量网络态和费米子模式变换的流形，则可以实现显着更长的时间。我们认为，我们的研究结果表明，在许多情况下，这是真正的模式之间的相关性，是实际的限制因素：手头的系统是中间时间包含在“物理角落”，但一个不同的一个比通常假设的。
2019-04-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Hilbert Space Fragmentation and Gauge Symmetry
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
研究希伯特空间碎片化与规范对称性，通过量子模拟揭示非可逆对称性对规范理论的影响。
2026-04-17 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-th
Exact Hilbert-space ergodicity from continuous monitoring
Institute for Advanced Study, Tsinghua University（清华大学高等研究院）；Department of Physics & State Key Laboratory of Surface Physics, Fudan University（复旦大学物理系与表面物理国家重点实验室）
通过连续监测构造量子系统，证明其量子轨迹的晚期平衡分布精确对应Scrooge系综，仅需跳变算子形成变形酉1-设计，数值验证热态平衡。
2026-07-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Protecting gauge symmetries in the the dynamics of SU(3) lattice gauge theories
本研究针对SU(3)格点规范理论量子模拟中约束难实现、动力学易偏离物理空间的问题，提出两种1+1维下的对称性保护协议，可推广至高维，为量子模拟完整量子色动力学奠定基础。
2024-04-18 hep-lat quant-ph
Simulating non-Hermitian dynamics of a multi-spin quantum system and an emergent central spin model
通过方便地将单个自旋- $1/2$（$\mathsf{PT~}$对称）系统嵌入到具有幺正动力学的更大希尔伯特空间的子空间中，可以模拟该系统的动力学。我们的目标是制定一个多机构的推广这一想法，即，嵌入了多体非厄米特动力学。作为在这个方向上的第一步，我们研究嵌入“$N$“非相互作用的自旋$1/2$（$\mathsf{PT~}$对称）自由度，从而展开这样的嵌入过程的复杂性。事实证明，由此产生的厄米哈密顿量表示一个集群的$N+1$自旋半与“所有到所有”，$q$体相互作用项（$q=1,...,N+1$），其中额外的自旋- $1/2$是一个更大的嵌入空间的一部分。我们可以把它看作是一个强关联的中心自旋模型，附加自旋- $1/2$起中心自旋的作用。我们发现，由于正交性突变，即使是一个消失的小交换场沿各向异性轴的中心自旋导致其退相干产生的自旋翻转扰动的强烈抑制。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Hybrid Quantum Algorithm for Simulating Real-Time Thermal Correlation Functions
本文提出混合hPIMC算法，结合经典Feynman-Vernon耗散模拟、量子计算机短时传播子计算、PITE与低深度DVR电路，实现实时量子热关联函数的量子加速计算，并通过质子转移反应验证。
2025-06-11 physics.chem-ph quant-ph
Quantum simulating continuum field theories with large-spin lattice models
本文提出用多能级qudit晶格哈密顿量正则化标量QFT，并通过大自旋外推进入连续极限，在sG模型中验证可观测量、孤子散射及弦断裂式动力学。
2025-08-29 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Simulating Symmetric Time Evolution With Local Operations
在封闭系统中，动力学对称性导致守恒定律。然而，守恒定律不适用于经历不可逆转变的开放系统。需要更一般的选择规则来确定，给定两个状态，从一个状态到另一个状态的转换是否可能。通常的方法来寻找这样的规则的问题在很大程度上依赖于群论，并涉及到各自的对称群的结构的详细研究。我们用一种全新的方法来研究这个问题，即利用纠缠来研究量子态的非对称性。为此，我们将系统的空间态嵌入到一个张量积希尔伯特空间中，从而将两个态之间的对称变换替换为对它们的二分像的局部操作，这种嵌入使我们能够使用研究得很好的纠缠理论来研究动力学对称性的后果。此外，在可逆变换下，二分像态的纠缠成为一个守恒量。这些基于纠缠的守恒量是新的，不同于基于哈密顿对称生成元期望值的守恒量。我们的方法不是特定于群的，并且适用于与任何半单李群相关的一般对称性。
2013-03-18 hep-th math-ph math.MP
Simulating weak localization using superconducting quantum circuits
理解复杂的量子物质是凝聚态物理的核心挑战。困难在于希尔伯特空间的指数缩放与系统的大小，使得解析和传统的数值方法的解决方案棘手。正如理查德·费曼最初设想的那样，这类问题可以使用可控量子模拟器来解决。尽管做出了许多努力，但构建一个能够解决一般量子问题的量子仿真器仍然是一个突出的挑战，因为这涉及控制大量的量子元件。在这里，采用多元超导量子线路和操纵一个微波光子，我们证明，我们可以模拟在介观系统中观察到的弱局域化现象。通过在我们的仿真器电路中设计控制序列，我们也能够再现弱局域化的众所周知的温度依赖性。此外，我们可以使用我们的电路来连续调整无序程度，这是一个在介观系统中不容易获得的参数。通过展示高水平的控制和复杂性，我们的实验显示了超导量子线路实现可扩展量子模拟器的潜力。
2014-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Simulating causal collapse models
我们在1+1零格点上模拟了场论的因果动力学坍缩模型。我们使用我们的模拟来比较和对比两种可能的解释模型，其中一个字段值是真实的，另一个状态向量是真实的。我们建议，粗粒化和重正化的基本字段的程序可以克服其噪声，并认为，这种粗粒重正化字段将显示有趣的结构，如果状态向量的粗粒化规模。
2004-07-26 gr-qc quant-ph
Autoregressive Transformer Neural Network for Simulating Open Quantum Systems via a Probabilistic Formulation
本文提出用自回归Transformer神经网络结合POVM概率表述模拟开放量子系统动力学，引入弦态恢复对称性，并通过前向-后向梯形法和变分法求解刘维尔超算子动力学与稳态，在一维和二维系统上取得优于受限玻尔兹曼机方法的结果。
2024-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el physics.comp-ph
Decomposition of split-step quantum walks for simulating Majorana modes and edge states
我们构建了一个分解过程转换成普通的量子行走交替硬币的分步量子行走，我们表明，这种分解，使一个可行的线性光学实现分步量子行走消除量子控制的要求。作为突出的应用，我们将展示我们的计划将如何模拟马约拉纳模式和边缘状态。
2017-05-30 cond-mat.other quant-ph
Quantum mechanics on a real Hilbert space
标准量子力学的复希尔伯特空间可以被视为实希尔伯特空间。复理论中的纯态在实公式中变成了混合态。这样就有可能推广标准的量子力学，保持相同的物理状态，但承认更一般的可观测量。标准时间反演算子涉及复共轭，在这个意义上，它超越了复理论，可以作为一个例子来激励推广。另一个例子是非常规的正则量子化，使得角频率$ω$的谐振子具有任何给定的有限或无限的离散能量本征值集合，下面由$\hbarω/2$限制。
1999-05-11 hep-th quant-ph
Simulating one-dimensional quantum chromodynamics on a quantum computer: Real-time evolutions of tetra- and pentaquarks
量子色动力学-夸克和胶子的理论-已经知道了几十年，但它还没有被完全理解。最近的一个例子是四夸克的预测和实验发现，这开辟了一个新的研究领域。至关重要的是，标准模型的许多未解决的问题可以通过非微扰计算来解决。量子计算机可以解决QCD方法不适用的问题，例如实时演化。我们在探索这种可能性的过程中迈出了关键的一步，在超导量子计算机上实现了一维SU（3）规范理论中四夸克态和五夸克态物理的实时演化。我们的实验代表了第一个量子计算涉及夸克与三个颜色的自由度，即与规范群的QCD。
2023-02-14 hep-lat hep-ph quant-ph
Simulating high-accuracy nuclear motion Hamiltonians using discrete variable representation and Walsh-Hadamard QROM on fault-tolerant quantum computers
BEIT Canada Inc.（BEIT加拿大公司）
本文提出一种量子算法，用于在容错量子计算机上模拟转动能哈密顿量，通过混合有限基/离散变量表示精确曲率动能算符和通用形式势能面，实现高精度量子相位估计和转动能动力学模拟，相比现有方法在逻辑量子位数和T门复杂度上具有指数级减少。
2026-04-03 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
